عنصر الزينون هو عنصر كيميائي وهو غاز عديم اللون والرائحة يعكس رمز الفلاش الكهربائي استخدام الغاز في تقنية فلاش الكاميرا . عادة ما يكون هذا أنبوبًا مملوءًا بغاز الزينون ، مع أقطاب كهربائية في كل طرف ولوحة زناد معدنية في منتصف الأنبوب.
استخدامات عنصر الزينون
يخلق زينون توهجًا أزرق أو لافندر عند تعرضه لتفريغ كهربائي ، تضيء المصابيح التي تستخدم زينون بشكل أفضل من المصابيح التقليدية. على سبيل المثال :
- المصابيح الستروبوسكوبية ، ومصابيح الفلاش الفوتوغرافية .
- والمصابيح القوسية عالية الكثافة لعرض الصور المتحركة .
- وبعض المصابيح المستخدمة في المراقبة في محطات الطاقة النووية وملء الأنابيب التلفزيونية والإذاعية.
- يتم حفر المعالجات الدقيقة للسيليكون باستخدام ثنائي فلوريد الزينون. تحتفظ أنظمة دفع أيون الزينون ببعض الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية الأخرى في المدار.
- يتم استخدام زينون حتى لتصنيع دواء يسمى 5-فلورويوراسيل ، والذي يستخدم لعلاج أنواع معينة من السرطان ، وفقًا للجمعية الملكية للكيمياء.
أهمية عنصر الزينون بيولوجيا
لا يوجد دور بيولوجي معروف لعنصر الزينون . وهو ليس سام في حد ذاته ولكن مركباتها شديدة السمية لأنها عوامل مؤكسدة قوية.
ندرة عنصر الزينون
هو غاز ضئيل موجود في الغلاف الجوي للأرض إلى حد جزء واحد من 20 مليونًا ، وفقًا لمختبر لوس ألاموس الوطني . هذا يجعلها نادرة للغاية. يوجد أيضًا في جو المريخ عند 0.08 جزء في المليون.
يمكن العثور على هذا الغاز النبيل أيضًا على الأرض. بعض الينابيع المعدنية تنبعث منها زينون. تحصل الشركات على الغاز للاستخدام التجاري من المنشآت الصناعية التي تستخرج الغاز من الهواء السائل.
يمكن العثور على زينون أيضًا في الأرض. لفترة طويلة ، اشتبه العلماء في أنه يجب العثور على 90 بالمائة من الغاز في الغلاف الجوي للأرض ، بناءً على معرفتهم بالغازات النبيلة الأخرى. قال يانمينغ ما ، الفيزيائي الحسابي والكيميائي في جامعة جيلين في تشانغتشون ، الصين: “مفارقة زينون المفقودة مسألة طويلة الأمد”. [من: غاز الزينون المفقود موجود في لب الأرض ].
في نهاية المطاف ، وجد العلماء ، بما في ذلك ما ، أدلة على أن الغاز المفقود قد يوجد في قلب الأرض. قد تؤدي درجات الحرارة والضغوط القصوى الموجودة في قلب الأرض إلى ارتباط الزينون بالحديد والنيكل الموجود في قلب الأرض ، وتخزين الغاز هناك. وقال ما: نأمل فعلًا في إجراء تجارب مستقبلية عالية الضغط لتأكيد توقعاتنا.
اكتشاف عنصر الزينون
تم اكتشاف عنصر الزينون في يوليو 1898 من قبل ويليام رامزي وموريس ترافرز في كلية لندن الجامعية. لقد استخرجوا بالفعل النيون والأرجون والكريبتون من الهواء السائل ، وتساءلوا عمّا إذا كان يحتوي على غازات أخرى.
أعطاهم الصناعي الثري لودفيج موند آلة هواء سائل جديدة واستخدموها لاستخراج المزيد من كريبتون الغاز النادر. من خلال تقطير هذا بشكل متكرر ، قاموا في النهاية بعزل غاز أثقل ، وعندما قاموا بفحص هذا في أنبوب فراغ أعطى توهجًا أزرقًا جميلًا.
لقد أدركوا أنه كان عضوًا آخر في مجموعة العناصر الخاملة كما كانت معروفة في ذلك الوقت بسبب افتقارها إلى التفاعل الكيميائي. أطلقوا على زينون الغاز الجديد. صنفوا الغاز الجديد على أنه خامل وتمت تسميته زينون مشتق من الزينوس اليوناني وهو ما يعني غريب.
ومع ذلك ، في عام 1962 أثبت نيل بارتليت أن زينون لم يكن في الواقع خاملًا. يمكن أن يسبب ردود فعل ومركبات. أثبت هذا بجعل مشتق الفلور. منذ ذلك الحين ، تم تصنيع أكثر من 100 مركب زينون ، وفقًا للجمعية الملكية للكيمياء .
يحتوي الزينون الطبيعي على تسعة نظائر مستقرة و 20 نظيرًا غير مستقر. تشمل بعض المركبات التي يمكن تشكيلها باستخدام زينون ثنائي فلوريد ، زينوت ديوتيرات ، ثالث أكسيد زينون ، بيركسينات الصوديوم ، هيدرات زينون ، رباعي فلوريد وسداسي فلوريد. مركب آخر مثير للاهتمام هو زينون معدني تم إنشاؤه باستخدام كميات هائلة من الضغط.
الزينون في الجدول الدوري
- العدد الذري: 54
- الوزن الذري: 131.293
- درجة الغليان: 165.03 كلفن (-108.12 درجة مئوية أو -162.62 درجة فهرنهايت)
- نقطة الانصهار: 161.36 كلفن (-111.79 درجة مئوية أو -169.22 درجة فهرنهايت)
- المرحلة في درجة حرارة الغرفة: غاز
- الكثافة: 0.005887 جرام لكل سنتيمتر مكعب
- تصنيف العنصر: غير معدن
- رقم الفترة: 5
- رقم المجموعة: 18
- اسم المجموعة: غازان نبيلة
دراسات حول عنصر الزينون
هناك العديد من الدراسات التي تركز على زينون. يقوم مشروع Xenon Dark Matter ، على سبيل المثال ، بتجربة كاشف زينون سائل للبحث عن المادة المظلمة. توصف المادة المظلمة بأنها غراء غير مرئي يجمع الكون معًا. في هذه التجربة ، يوضع الزينون السائل في غرفة إسقاط زمني. عندما تعمل الجسيمات في الغرفة بطريقة لا يجب أن يكون هذا علامة على تفاعل المادة المظلمة مع الجسيم.
إن تعاون Xenon الكبير تحت الأرض (LUX)هو تجربة أخرى مماثلة. يستخدم كاشف المادة المظلمة أيضًا زينون سائل. على الرغم من أن المشروع لم يجد أي شيء ، فقد أعاد البحث تشكيل أفكار حول المادة المظلمة.
حقائق حول عنصر الزينون
- يمكن أن يتحلل اليود المشع 131 إلى زينون مستقر ، كما حدث في فوكوشيما .
- زينون ليس الغاز النبيل الوحيد. النيون والأرجون والكريبتون والهليوم والرادون هي أيضًا غازات نبيلة.
- مثل الهيليوم ، يمكنك ملء البالونات بالزينون ، ولكنها باهظة الثمن ويصبح البالون ثقيلًا جدًا لأن الغاز كثيف جدًا. يمكن أن يحمل البالون العادي حوالي 40 رطلاً. (18.1 كيلوجرام) من الزينون ، بحسب تجربة الجمعية الملكية للكيمياء.
- تستخدم ذرات الزينون المضافة إلى الهيليوم السائل لمراقبة الأعاصير الكمومية.
خصائص عنصر الزينون الكيميائية
كان يُعتقد أن الغازات النبيلة خاملة كيميائيًا حتى عام 1962 ، عندما كان الكيميائي البريطاني أنتج نيل بارتليت أول مركب غاز نبيل ، مادة صلبة صفراء برتقالية يمكن صياغتها بشكل أفضل كمزيج من [XeF + ] [PtF 6 – ] ، [XeF + ] [Pt 2 F 11 – ] ، و PtF 5 .
الزينون يحتوي على معظم واسعة الكيمياء في المجموعة 18 ويسلك التأكسد + 1 / 2 ، +2، +4، +6، و+8 في مركبات أنها تشكل. منذ اكتشاف التفاعل الغاز النبيل، ومركبات زينون، بما في ذلك الهاليدات، الأكاسيد وأكاسيد oxofluorides ، أوكسو الأملاح، والعديد من المشتقات التساهمية مع عدد من المركبات المستعبدين تساهميا إلى متعدد الذرات الأخرى بروابط تم توليفها وتوصيفها من الناحية الهيكلية.
كما يمكن توقعه من موقع الزينون في الجدول الدوري ، فإن مركبات الزينون هي عوامل مؤكسدة أفقر من مركبات الكريبتون . وبالتالي، فإن الكثير من الكيمياء زينون المعروفة حاليا ينطوي على الفلوريدات و oxofluorides في ردود أفعالهم مع لويس قوية حامض يقبلون و fluoride أيون الجهات المانحة لتشكيل مجموعة متنوعة من fluoro- وoxofluorocations والأنيونات، على التوالي. ومن أمثلة زينون المستعبدين تساهميا إلى الفلور ، الأكسجين ، النيتروجين ، و الكربون معروفة الآن.
من المعروف أن ثلاثة فلورايد من زينون هي XeF 2 (أسهل إعداد) و XeF 4 و XeF 6 . إنها مواد صلبة مستقرة ، عديمة اللون ، بلورية يمكن تسمعها تحت التفريغ عند 25 درجة مئوية (77 درجة فهرنهايت). مثل KrF 2 ، XeF 2 هو جزيء متماثل خطي .
Xenon tetrafluoride XeF 4 هو جزيء مستو مربع ، و XeF 6 في الطور الغازي هو جزيء ثماني السطوح مشوه ينشأ عن وجود زوج “إضافي” من الإلكترونات غير الرابطة في غلاف تكافؤ الزينون . هاليدات أعلى مثل XeCl 2 و XeClF و XeBr 2و XeCl 4 غير مستقران ديناميكيًا للحرارة وقد تم اكتشافهما بكميات صغيرة فقط.
تم إنتاج أحادي الهاليدات غير المستقرة وقصيرة العمر XeF و XeCl و XeBr و XeI في مرحلة الغاز ولها أهمية كبيرة مثل الأنواع التي ينبعث منها الضوء في أشعة الليزر.